备战2021 高考化学 加餐练22 化学平衡状态化学平衡移动 9页

加餐练 22 化学平衡状态 化学平衡移动 基础题 1.在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应 A(s)＋ 3B(g) 2C(g)＋D(g)已达平衡状态的是( ) ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B 的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 A．①②③ B．②③⑤ C．①③⑤ D．①④⑤ 2．在 1 L 定容的密闭容器中，可以证明可逆反应 N2＋3H2 2NH3 已达到平衡状态的 是( ) A．c(N2):c(H2) :c(NH3)＝1:3:2 B．一个 N≡N 断裂的同时，有 3 个 H—H 生成 C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变 D．v 正(N2)＝2v 逆(NH3) 3．在恒温、恒容下，有反应 2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平 衡。途径Ⅰ：A、B 的起始浓度均为 2 mol·L－1；途径Ⅱ：C、D 的起始浓度分别为 2 mol·L－ 1 和 6 mol·L－1。以下叙述正确的是( ) A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率 B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强 C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同 D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同 4．在一密闭容器中充入 1 mol CO 和 1 mol H2O(g)，在一定条件下发生反应 CO(g)＋ H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，生成 2/3 mol CO2，当充入的 H2O(g)改为 4 mol 时， 在上述条件下生成的 CO2 为( ) A．0.60 mol B．0.93 mol C．1.0 mol D．2.50 mol 5．将 4.0 mol PCl3 和 2.0 mol Cl2 充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反 应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)。达到平衡时，PCl5 为 0.80 mol，如果此时移走 2.0 mol PCl3 和 1.0 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时 PCl5 的物质的量是( ) A．0.8 mol B．0.4 mol C．小于 0.4 mol D．大于 0.4 mol，小于 0.8 mol 6．已知反应 CO(g)＋H2O(g) 催化剂 CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于 密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( ) A．升高温度，K 增大 B．减小压强，n(CO2)增加 C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)不变 7．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g) MHx＋2y(s) ΔH<0 达到 化学平衡。下列有关叙述正确的是( ) A．容器内气体压强增大 B．吸收 y mol H2 只需 1 mol MHx C．若降温，该反应的平衡常数增大 D．若向容器内通入少量氢气，则 v(放氢)>v(吸氢) 8．在密闭容器中发生下列反应 aA(g) cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积 压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D 的浓度为原平衡的 1.5 倍，下列叙述正确的是 ( ) A．A 的转化率变大 B．平衡向正反应方向移动 C．D 的体积分数变大 D．a”“<”或“＝”)。 (3)改变条件重新达到平衡时，要使 c NO2 c N2O4 的比值变小，可采取的措施有________(填 字母)。 a．增大 N2O4 的起始浓度 b．升高温度 c．向混合气体中通入 NO2 d．使用高效催化剂 14．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1① 已知：C4H10(g)＋1 2O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJ·mol－1② H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJ·mol－1③ 反应①的ΔH1 为________kJ·mol－1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系 图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是______(填 标号)。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强 (2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催 化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/n(丁烷)的 关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类 化合物。丁烯产率在 590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是__________________、 ____________________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 加餐练 22 化学平衡状态 化学平衡移动 1．解析：A 为固体，反应前后气体分子数不变，无论是否平衡，混合气体的压强，气 体的总物质的量均不变，即①④不能作为判断反应是否达到平衡的标志，②③⑤中各量不变 时，可判断反应达到平衡状态。 答案：B 2．解析：c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2 等于化学方程式的计量数之比，但没有说明 各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故 A 错误；一个 N≡N 断裂的同时，有 3 个 H—H 生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故 B 正确；混合气体的密度ρ＝m V ，质 量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态， 故 C 错误；v 正(N2)＝2v 逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故 D 错误。 答案：B 3．解析：反应 2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等， 压强对平衡移动没有影响，当满足Ⅱ所加物质完全转化为 A、B 时，与Ⅰ物质的量比值相等。 Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A 和 B 错误；Ⅰ、Ⅱ两途径最终达 到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C 正确；D 错误。 答案：C 4．解析：假设反应向正向进行到底，由于 CO 仍为 1 mol，故生成的 CO2 最多为 1 mol， 但由于反应的可逆性，这是不可能的。同时增大 c(H2O)提高 CO 的转化率，所以2 3 molc2，A 项错误；若 x＝4，则反应前后气体分子数相等，由 于起始时甲容器中 A、B 的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故 w3 不可能等于 w1，B 项错误；起始时乙容器中 A、B 的投入量是甲容器的 2 倍，两容器的容积 相等，故恒有 2ρ1＝ρ2，C 项正确；起始时乙容器中 A、B 的浓度是甲容器中的 2 倍，故乙 容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D 项错误。 答案：C 11．解析：温度越高，平衡常数越小，说明正反应为放热反应，温度越高，H2S 的脱除 率越低，A、C 两项错误；上述 3 个反应均是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动， B 项错误。 答案：D 12．解析：温度升高，H2 的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，ΔH<0，则 曲线 a 为 CO2 的浓度变化，根据方程式的比例关系，可知曲线 b 为 H2O 的浓度变化，曲线 c 为 C2H4 的浓度变化，故 A、B 正确；C 项，N 点和 M 点均处于同一 T1 ℃下，所处的状态 的 c(H2)是一样的；D 项，其他条件不变，T1℃、0.2 MPa 相对 0.1 MPa，增大了压强，体积 减小，c(H2)增大，反应达平衡时 c(H2)比 M 点大，D 项正确。 答案：C 13．解析：(1)T1 ℃时，40 s～80 s 内二氧化氮的物质的量从 0.40 mol 变为 0.60 mol，则 用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为 v(NO2)＝ 0.60 mol－0.40 mol 2 L 80 s－40 s ＝0.002 5 mol·L－1·s －1，化学反应速率与化学计量数成正比，则 v(N2O4)＝1 2v(NO2)＝0.001 25 mol·L－1·s－1。 (2)根据图像曲线变化可知，T1 ℃时反应速率大于 T2 ℃，则温度大小为 T1 ℃>T2 ℃，而 在 T2 ℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于 T1 ℃，说明升高温度，平衡向着正向移动， 则该反应为吸热反应，ΔH>0。 (3)a.增大 N2O4 的起始浓度，相当于增大了压强，平衡逆向移动，则 c NO2 c N2O4 的比值变 小，故 a 正确；b.该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、 四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故 b 错误；c.向混合气体中通入 NO2，相当于增大了 压强，平衡逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故 c 正确； d.使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故 d 错误。 答案：(1)0.001 25 (2)> (3)ac 14．解析：(1)根据盖斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol＋242 kJ/mol＝＋123 kJ/mol。由 a 图可以看出，温度相同时，由 0.1 MPa 变化到 xMPa， 丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以 x 的压强更小，x<0.1。由于反应①为吸热反应， 所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此 A 正确、B 错误。反应①正 向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此 C 错误，D 正确。 (2)反应初期，H2 可以活化催化剂，进料气中n 氢气 n 丁烷 较小，丁烷浓度大，反应向正反 应方向进行的程度大，丁烯产率升高；然后进料气中 n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的 H2 会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降。 (3)590 ℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热 反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过 590 ℃时，由于 丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减小。 答案：(1)＋123 小于 AD (2)原料中过量 H2 会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降 (3)590 ℃前升高温度，反应①平衡正向移动 升高温度时，反应速率加快，单位时间产 生丁烯更多 温度高于 590 ℃时则有更多的 C4H10 裂解导致产率降低